网球场地测试标准和ITF分类认证
发布时间: 2010-01-13 | 作者: | 访问次数: 2151

 

        网球场可分为室外和室内两种,且各有不同的球场表面。草地网球是最基本的户外场地,网球场的性能取决于球场表面类型。球场表面状况影响到比赛选手的运动和球的反弹,快速适应场地是选手取得成绩的关键。但是,由于草地球场对草的特质、规格要求极高,加之气候的限制以及保养与维护费用昂贵,很难被推广到世界各地。目前每年的寥寥几个草地职业网球赛事几乎都是在英伦三岛上举行,且时间集中在六、七月份,温布尔登锦标赛是其中最古老也最负盛名的一项。
        季节的限制、天气的无常和高昂的维护费用,迫切需求一种新的运动场地来代替天然草地。于是,土场应运而生。这种场地最早使用沙土做成的,造价低廉且有土地的舒适,但排水是一个大问题。在20世纪初,欧洲人发明了快干场地,即在场地表面铺上一层碎砖末或火山灰等物,这样水就会很快渗下,地表干燥的速度就快了很多。大洋对岸,美国人发明了绿土场,即把本土产天然的绿石块粉碎铺在场地表面,而不像欧洲那样用砖末。这两种场地就是现在所谓的土场。在降雨多或地下渗水条件不好的地区,排水可以修建地下排水系统解决;在干燥地区,相反的就要修建地下的灌溉系统。最典型的代表是红土场地的法网公开赛。此种场地特点是球落地时与地面有较大的摩擦,球速较慢,球员在跑动中特别是在急停急回时会有很大的滑动余地,这就决定了球员必须具备比在其他场地上更出色的体能、奔跑和移动能力,以及顽强的意志。之后又出现了混凝土场地、沥青场地和木制场地,随着合成材料的发展,塑胶场地、地毯场地和人造草场地相继进入人们视线。不同场地具有不同特点,不同赛事也会选择不同类型的场地。因此,为满足不同赛事的需求,需要对各种场地提出一个统一的评估标准。
1. ITF品质概念的级别和测试内容

        ITF根据网球在球场表面的反弹速度将网球场地分为五类(如图1),一种产品要想获得ITF场地分类认证,需要到ITF指定的实验室进行表面速率试验测定。ITF场地分类认证程序如图2。

图1 国际网联关于网球地认证分类

  

图2 ITF场地分类认证程序
2. ITF品质概念的测试方法
        网球场测试标准分为:场地朝向、外观、尺寸规格;场地固定物、基础、排水及照明设施;场地坡度、平整度和场地表面物理机械性能的测试。
2.1 实验室测试
        实验室测试内容包括反弹值、滑动阻力、冲击吸收、地面速率和渗水性。实验室测试内容和指标如表1所示:
表1.实验室测试内容和指标
测试内容
指标
反弹值 /%
≥80
滑动阻力 /N
60~80
冲击吸收 /%
5~15(一般运动)
15~20(国内赛事)
20~35(国际巡回赛)
地面速率
30~45
渗水率 /%
0
测试样品尺寸:
600×600 mm,共4块(测3块、存档1块)
标样:硬质混凝土面层,至少300×300×50 mm
测试环境:
场地测试:最常见的环境温度和湿度
实验室测试:(样品放置在标准环境中3h后测试)
温度:23±2
湿度:无特殊要求。如果样品对湿度敏感,需将样品置于相对湿度为50±5%的条件下88h
1) 反弹值测试
        如今使用的网球反弹试验标准是在1925年制定的。试验时将网球一定高度垂直落下,测量其在试样和表样上的反弹高度。标准要求所有类型网球的反弹高度在53~58英尺(1.35~1.47m)之间,对于比赛用球的反弹高度要求在48~53英尺(1.22~1.35m)之间。
反弹值测试方法是ITF CS 02/02,测试装置见图3。将标准网球从2.54±0.01 m的高度自由落体,测量其在抛光大理石板上的反弹高度(BHTref),重复试验5次;将标准网球从同样高度自由落体,测量其在测试样品上的反弹高度测求在样品和标样上的反弹高度(BHTtest),重复试验5次。根据ITF规定,BPR应不小于80,且同一样品的差值不大于10。
反弹值:
BPR —网球反弹值
BHTtest—网球在样品上的反弹高度,m
BHTref—网球在标样上的反弹高度,m
    

图3反弹值测试装置

 
2)滑动阻力测试
滑动阻力以防滑性能差异来表示。滑动阻力试验仪器如图4所示。试验时摆锤高度为125±1mm,先做3次适应性摆动再测试。试验至少要重复5次,试验数据取平均值。
防滑性能差异:
 

图4滑动阻力测试

3)冲击吸收测试
试验装置如图5所示,冲击重物为20kg。
 
 
                                                                        图5冲击吸收测试

 

表2 冲击吸收ITF指标

冲击吸收 /%
5~15(一般运动)
15~20(国内赛事)
20~35(国际巡回赛)
 
4)地面速率测试(ITF场地分类认证)

       网球场地面速率的官方测试方法被规定为ITF CS 01/01,该方法在1997年出版的ITF网球场表面测试标准中首次提及。网球场地面速率的测试系统被称之为Sestée(图6),该系统使用内置的激光技术能精确呈现网球的弹射和反射轨迹。网球是弹出时与水平面呈16°的离出角,以30m/s的速度由气动发射器发射出去。地面速率主要由网球与场地表面的摩擦力(摩擦系数,COF)决定,此外还与场地的弹性(回弹系数,COR)有关。摩擦力越大,反射速率越小;回弹系数越大,减速越明显。

       

                                                                                          图6:Sestée系统
 地面速率的计算:
入(反)射速度分量:        
Vix=VicosθViy=Visinθ
Vfx=VfcosΦVfy=VfsinΦ
 
Vi— 网球的入射速度,m/s
Vf— 网球的反弹速度,m/s
θ— 网球的入射角度,°
Φ— 网球的反弹角度,°
5)渗水性(率)测试
渗水性测试方法为:测试单位时间下降的水位高度。内圈为测试区,外圈防止内圈水侧漏,如图7。

渗水率:

η —渗透率,mm/min      
h—下降的水位,mm

t—渗水时间,min

图7渗水性测试
2.2场地测试
        场地测试内容包括场地速率、恢复系数、滑动阻力、能量偿还、地形尺寸和一致性测试。
        滑动阻力测试的是球与场地表面相对运动的阻力。
        阻力系数是水平阻力与场地法向垂直力的比值。粗糙场地摩擦力系数大,球在水平方向的速度递减大。在这种场地打球,会感觉到比较慢。
        能量偿还指的是球场表面反弹回来的能量。能量偿还表现在球撞击场地后竖直方向上能量的减小。
        回弹系数(COR)表示的是反弹后竖直方向的速度与反弹前竖直方向速度之比。回弹系数大的场地网球速度慢,选手有更多的时间击球。
        地形尺寸包括场地表面的规整性(平整度)、场地的倾斜度与平面度和场地相对位置的标志线。
        一致性指的是场地全部运动区的均一性与随时间、使用和维护的稳定性。
        场地速率和反弹值测试至少要在场地四个不同位置进行,如图8所示。四个不同测试点分别代表高频、中频、低频使用区和球场界线。

图8 场地测试位置点

1)场地速率测试
        场地速率测试(CPR)是表征网球和场地相互作用的一种方法,包括两个方面:阻力测试和垂直回复,前者主要表征球击地后速度水平方向分量的减少,后者主要表征连续弹跳的时间间隔。
   
图9 场地速率测试和发球机

        CPR方法的理论模型假设击地过程中球和场地是刚性的,且球以一定速率一定角度无旋转(或≤3r/sec)的射出,球速测试仪器(如图所示)误差要求小于± 0.05 m/s。测试时球的入射角为16 ± 2°,入射速率为30 ± 2 m/s。测试用数网球为三个,每个网球测试三次,测试过程中,若测试点场地损害应改变测试点或等场地复原后继续测试。

图10场地速率测试仪器

数据处理

vix:网球水平方向入射速率(m/s)
viy:网球垂直方向入射速率(m/s)
vfx:网球水平方向反射速率(m/s)
vfy:网球垂直方向反射速率(m/s)
e:恢复系数 (COR)
μ:摩擦系数 (COF)
a:速率常数(150)
b:主恢复系数
CPP:场地速率
根据场地速率,球场被分成5类如表:
表3.场地速率类型
类型
CPR
慢速
≤29
中慢速
30~34
中速
35~39
中快速
40~44
快速
≥45
根据摩擦系数和恢复系数,球场被分成以下3类如表4:
表4.恢复系数和摩擦系数
类型
COP
COF
≥0.85
≥0.71
0.79~0.84
0,56~0.70
≤0.78
≤0.55
CPR与COP和COF间的转换见图11,随着摩擦系数和恢复系数的减小,CPR增大,网球在场地的运动速率加快。
 

图11.CPR与COP/COF转换关系

2)反弹值测试
ITF关于场地反弹值测试方法同实验室测试方法。同一场地不同测试点BPR的波动为最大BPR与最小BPR之差。
3)平整性测试(ITF CS 02/02)
平整性测试的方法是ITF CS 02/02
 
 
 
表5.ITF场地平整性测试标准
 
丙烯酸
粘土/人造草
沥青/混凝土及其他
粘土
天然草地
平坦性
6mm
单层10mm
多层8mm
6mm
偏差
2(PPA)/4(TPA)
4(PPA)/8(TPA)
N/A
 
斜度
1:100
1:120
1:200
平整性
激光铺设±10mm
手工铺设±25mm
注:PPA:主运动区域;TPA:全场
3)斜度和平整性测试

        理想的网球场应表面平整且在同一水平面上。即使为了便于排水,场地有所倾斜,但场地也应该保持在同一水平面上。场地倾斜度应尽量减小对比赛的影响,当场地必须倾斜以便于排水时,场地的倾斜方向如图12所示。

        网球场地的测试方法是ITF CS 03/02,ITFTU推荐的斜度和平整性如表6。

图12场地的倾斜方向
 
 
表6.ITF推荐斜度和平整度
 
丙烯酸
粘土/人造草
沥青/混凝土及其他
粘土
天然草地
斜度
1:100
1:120
1:200
平整性
激光铺设±10mm
手工铺设±25mm
 
 
 
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